ListView详解--绘图、优化、适配器、观察者

作者: cxm11 | 来源:发表于2016-04-18 22:38 被阅读2284次

Adapter Pattern
适配器模式分为两种，即类适配器，对象适配器模式。

类适配器是通过实现Target接口以及继承Adaptee类来实现接口转换；而对象适配器模式是通过实现Target接口和代理Adaptee的某个方法来实现(即在类内部定义Adaptee的变量)。

角色介绍：
目标(Target)角色：这就是所期待得到的接口。
源(Adaptee)角色：需要适配的接口。
适配器(Adapter)角色：适配器类是本模式的核心。适配器把源接口转换成目标接口。

ListView中的Adapter模式

在开发过程中，ListView的Adapter是我们最为常见的类型之一。一般的用法大致如下：

ListView myListView = (ListView)findViewById(listview_id);
//设置适配器
myListView.setAdapter(new MyAdapter(context, myDatas));
//适配器
public class MyAdapter extends BaseAdapter{

private LayoutInflater mInflater;
List<string> mDatas;

public MyAdatper(Context context, List<string> datas){
this.mInflater = LayoutInflater.from(context);
mDatas = datas;
}
@Override
public int getCount() {
return mDatas.size();
}
@Override
public String getItem(int pos){
return mDatas.get(pos);
}
@Override
public long getItemId(int pos){
return pos;
}

//解析、设置、缓存convertView以及相关内容
@Override
public View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
ViewHolder holder = null;
//Item View的复用
if(converView == null) {
convertView = mInflater.inflate(R.layout.my_listview_item, null);
//获取title
holder.title = (TextView)convertView.findViewById(R.id.title);
convertView.setTag(holder);
}else {
holder = (ViewHolder)convertView.getTag();
}
holder.title.setText(mDatas.get(position));
return convertView;
}
}

通过代理数据集来告知ListView数据的个数(getCount函数)以及每个数据的类型(getItem函数)，最重要的是要解决Item View的输出。Item View千变万化，但终究它都是View类型，Adapter统一将Item View输出为View(getView函数)，这样就很好的应对了Item View的可变性。

那么ListView是如何通过Adapter模式(不止Adapter模式)来运作的呢？ListView继承自AbsListView，Adapter定义在AbsListView中，我们看一下这个类

public abstract class AbsListView extends AdapterView<listadapter> implements TextWatcher, ViewTreeObserver.OnGlobalLayoutListener, Filter.FilterListener,ViewTreeOberserver.OnTouchModeChangeListener,RemoteViewAdapter.RemoteAdapterConnectionCallback{

/** 
* The adapter containing the data to be displayed by this view 
*/    
ListAdapter mAdapter;

//关联到Window时调用的函数
@Override
protected void onAttachedToWindow() {
//代码省略
//给适配器注册一个观察者，该模式下一篇介绍。
if(mAdapter != null && mDataSetObserver == null ){
mDataSetObserver = new AdapterDataSetObserver();            mAdapter.registerDataSetObserver(mDataSetObserver);

        // Data may have changed while we were detached. Refresh.
        mDataChanged = true;
        mOldItemCount = mItemCount
        // 获取Item的数量,调用的是mAdapter的getCount方法
        mItemCount = mAdapter.getCount();
}
mIsAttached = true;
}
  /**
 * 子类需要覆写layoutChildren()函数来布局child view,也就是Item View
 */
@Override
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
    super.onLayout(changed, l, t, r, b);
    mInLayout = true;
    if (changed) {
        int childCount = getChildCount();
        for (int i = 0; i < childCount; i++) {
            getChildAt(i).forceLayout();
        }
        mRecycler.markChildrenDirty();
    }

    if (mFastScroller != null && mItemCount != mOldItemCount) {
        mFastScroller.onItemCountChanged(mOldItemCount, mItemCount);
    }
    // 布局Child View
    layoutChildren();
    mInLayout = false;

    mOverscrollMax = (b - t) / OVERSCROLL_LIMIT_DIVISOR;
}

// 获取一个Item View
View obtainView(int position, boolean[] isScrap) {
    isScrap[0] = false;
    View scrapView;
    // 从缓存的Item View中获取,ListView的复用机制就在这里
    scrapView = mRecycler.getScrapView(position);

    View child;
    if (scrapView != null) {
        // 代码省略
        child = mAdapter.getView(position, scrapView, this);
        // 代码省略
    } else {
        child = mAdapter.getView(position, null, this);
        // 代码省略
    }

    return child;
}

AbsListView定义了集合视图的框架，比如Adapter模式的应用、复用Item View的逻辑、布局Item View的逻辑等。子类只需要覆写特定的方法即可实现集合视图的功能，例如ListView。

ListView中的相关方法。

@Override
protected void layoutChildren() {
    // 代码省略

    try {
        super.layoutChildren();
        invalidate();
        // 代码省略
        // 根据布局模式来布局Item View
        switch (mLayoutMode) {
        case LAYOUT_SET_SELECTION:
            if (newSel != null) {
                sel = fillFromSelection(newSel.getTop(), childrenTop, childrenBottom);
            } else {
                sel = fillFromMiddle(childrenTop, childrenBottom);
            }
            break;
        case LAYOUT_SYNC:
            sel = fillSpecific(mSyncPosition, mSpecificTop);
            break;
        case LAYOUT_FORCE_BOTTOM:
            sel = fillUp(mItemCount - 1, childrenBottom);
            adjustViewsUpOrDown();
            break;
        case LAYOUT_FORCE_TOP:
            mFirstPosition = 0;
            sel = fillFromTop(childrenTop);
            adjustViewsUpOrDown();
            break;
        case LAYOUT_SPECIFIC:
            sel = fillSpecific(reconcileSelectedPosition(), mSpecificTop);
            break;
        case LAYOUT_MOVE_SELECTION:
            sel = moveSelection(oldSel, newSel, delta, childrenTop, childrenBottom);
            break;
        default:
            // 代码省略
            break;
        }

}

// 从上到下填充Item View  [ 只是其中一种填充方式 ]
private View fillDown(int pos, int nextTop) {
    View selectedView = null;

    int end = (mBottom - mTop);
    if ((mGroupFlags & CLIP_TO_PADDING_MASK) == CLIP_TO_PADDING_MASK) {
        end -= mListPadding.bottom;
    }

    while (nextTop < end && pos < mItemCount) {
        // is this the selected item?
        boolean selected = pos == mSelectedPosition;
        View child = makeAndAddView(pos, nextTop, true, mListPadding.left, selected);

        nextTop = child.getBottom() + mDividerHeight;
        if (selected) {
            selectedView = child;
        }
        pos++;
    }

    return selectedView;
}

// 添加Item View
private View makeAndAddView(int position, int y, boolean flow, int childrenLeft,
        boolean selected) {
    View child;

    // 代码省略 
    // Make a new view for this position, or convert an unused view if possible
    child = obtainView(position, mIsScrap);

    // This needs to be positioned and measured
    setupChild(child, position, y, flow, childrenLeft, selected, mIsScrap[0]);

    return child;
}

ListView覆写了AbsListView中的layoutChilden函数，在该函数中根据布局模式来布局Item View。Item View的个数、样式都通过Adapter对应的方法来获取，获取个数、Item View之后，将这些Item View布局到ListView对应的坐标上，再加上Item View的复用机制，整个ListView就基本运转起来了。

当然这里的Adapter并不是经典的适配器模式，但是却是对象适配器模式的优秀示例，也很好的体现了面向对象的一些基本原则。这里的Target角色和Adapter角色融合在一起，Adapter中的方法就是目标方法；而Adaptee角色就是ListView的数据集与Item View，Adapter代理数据集，从而获取到数据集的个数、元素。

通过增加Adapter一层来将Item View的操作抽象起来，ListView等集合视图通过Adapter对象获得Item的个数、数据元素、Item View等，从而达到适配各种数据、各种Item视图的效果。因为Item View和数据类型千变万化，Android的架构师们将这些变化的部分交给用户来处理，通过getCount、getItem、getView等几个方法抽象出来，也就是将Item View的构造过程交给用户来处理，灵活地运用了适配器模式，达到了无限适配、拥抱变化的目的。

Android设计模式系列(9)--SDK源码之适配器模式

Adapter.jpg

适配器原理解析

为了简明直接，省略了相关的其他适配器，只以此两个适配器为例。

ListView中有一个变量ListAdapter mAdapter(在AbsListView中定义);是显示在view视图上的数据；

/** 
* The adapter containing the data to be displayed by this view 
*/ 
ListAdapter mAdapter;

ListView作为Client，他所需要的目标接口(target interface)就是ListAdapter，包含getCount(),getItem(),getView()等几个基本方法，为了兼容List<T>,Cursor等数据源，我们专门定义两个适配器来适配它们：ArrayAdapter和CursorAdapter。这两个适配器，说白了就是针对目标接口对数据源进行兼容修饰。这就是适配器模式。
其中BaseAdapter实现了isEmpty()方法，使子类在继承BaseAdapter后不需要再实现此方法，这就是缺省适配器，这也是缺省适配器的一个最明显的好处。

ListView适配器Adapter介绍与优化
Adapter继承结构关系

Adapter2.JPG

Android学习四、Android中的Adapter
在实际应用中，adapter的继承体系应用广泛，所以，要对Adapter的方法有所了解：

public interface Adapter {  
// 为了避免产生大量的View浪费内存，在Android中，AdapterView中的View是可回收的使用的。比如你有100项数据要显示，而你的屏幕一次只能显示10条数据，则   
// 只产生10个View，当往下拖动要显示第11个View时，会把第1个View的引用传递过去，更新里面的数据再显示，也就是说View可重用，只是更新视图中的数据用于显示新 
// 的一项，如果一个视图的视图类型是IGNORE_ITEM_VIEW_TYPE的话，则此视图不会被重用    
static final int IGNORE_ITEM_VIEW_TYPE = AdapterView.ITEM_VIEW_TYPE_IGNORE; 
static final int NO_SELECTION = Integer.MIN_VALUE;

// 注册一个Observer，当Adapter所表示的数据改变时会通知它，DataSetObserver是一个抽象类，定义了两个方法：onChanged与onInvalidated 
void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer); 

// 取消注册一个Observer   
void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer);   

// 所表示的数据的项数    
int getCount(); 
// 返回指定位置的数据项   
Object getItem(int position);   
// 返回指定位置的数据项的ID    
long getItemId(int position);   
// 表示所有数据项的ID是否是稳定的，在BaseAdapter中默认返回了false，假设是不稳定的，在CursorAdapter中返回了true，Cursor中的_ID是不变的  
boolean hasStableIds(); 
// 为每一个数据项产生相应的视图   
View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent); 
// 获得相应位置的这图类型  
int getItemViewType(int position);  
// getView可以返回的View的类型数量。(在HeaderViewListAdapter中可以包含Header和Footer，getView可以返回Header、Footer及Adapter 
// 中的视图，但其getViewTypeCount的实现只是调用了内部Adapter的getViewTypeCount，忽略了Header、Footer中的View 
// Type,不懂。 
int getViewTypeCount(); 
//是否为空  
boolean isEmpty();
}

ListAdapter中定义了所需要的接口函数：

public interface ListAdapter extends Adapter {
public boolean areAllItemsEnabled();
boolean isEnabled(int position);
}

抽象类BaseAdapter，我省略其他代码，只列出两个方法，以作示意：

public abstract class BaseAdapter implements ListAdapter, SpinnerAdapter {
//...
public View getDropDownView(int position, View convertView, ViewGroup parent) {
return getView(position, convertView, parent);
}
public boolean isEmpty() {
return getCount()==0;
}
}

ArrayAdapter对List<T>进行封装成ListAdapter的实现，满足ListView的调用：

public class ArrayAdapter<T> extends BaseAdapter implements Filterable {
private List<T> mObjects;
//我只列出这一个构造函数，大家懂这个意思就行
public ArrayAdapter(Context context, int textViewResourceId, T[] objects){
init(context, textViewResourceId, 0,     Arrays.asList(objects));
}
private void init(Context context, int resource, int textViewResourceId, List<T> objects) {
mContext = context;
mInflater = (LayoutInFlater)context.getSystemService(Context.LAYOUT_INFLATER_SERVICE);
mResource = mDropDownResource = resource;
mObjects = objects; //引用对象，也是表达了组合优于继承的意思
mFieldId = textViewResourceId;
}
public int getCount() {
return mObjects.size();
}
public T getItem(int position){
return mObjects.get(position);
}
public View getView(int position, View convertView,     ViewGroup parent) {
return createViewFromResource(position,convertView,parent,mResource);
}
//...
}

我们就如此成功的把List<T>作为数据源以ListView想要的目标接口的样子传给了ListView，同理CursorAdapter也是一模一样的道理，就不写具体代码了。

BaseAdapter

类BaseAdapter（省略了部分继承和要实现的方法）

BaseAdapter中增加了两个方法，即通知数据改变和通知数据无效。定义了一个变量，通过改变量实现了注册、取消注册、通知等。

public abstract class BaseAdapter 
extends Object
implements ListAdapter, SpinnerAdapter{

private final DataSetObservable mDataSetObservable = new DataSetObservable();
//...省略不必要的代码
public BaseAdapter();
public void registerDataSetObserver(DataSetObserver observer){
mDataSetObservable.registerObserver(observer);
}
public void unregisterDataSetObserver(DataSetObserver observer) {
mDataSetObservable.unregisterObserver(observer);
}
public void notifyDataChanged(){
mDataSetObservable.notifychanged();
}
//Notifies the attached View that the underlying data has been changed and it should refresh itself
public void notifyDataSetInvalidated(){
mDataSetObservable.notifyInvalidated();
}
//...省略不必要的代码
}

BaseAdapter是一个抽象类，实现了ListAdapter和SpinnerAdapter两个接口，这两个接口都继承自Adapter接口。在这个接口中申明了我们需要实现的四个重要方法。

接下来，我们进入ListView中查看setAdapter方法，ListView就是通过调用这个方法与适配器联系起来的。该方法的传入参数为ListAdapter类型，ListAdapter同样继承了adapter，也就是说，我们只重写adapter中的一些回调方法才会起效。该方法中，首先会调用它的父类ABSListView中的requestLayout方法，该方法调用后会回调其中的onLayout方法，该方法会调用ListView中的layoutChildren方法，该方法会调用fillSpecific方法，fillSpecific方法通过调用makeAndAddView方法得到需要的view，然后将view放入list。查看makeAndAddView方法，它会调用父类的obtainView方法，而该方法会调用适配器中重写的getView方法。

AbsListView中定义了变量 ListAdapter mAdapter;

![ListView和Adapter之间的关系.JPG]](http:https://img.haomeiwen.com/i1563413/dc5bcf46fbbfcb65.JPG?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

其实说到底，控件就是为了交互和展示数据用的，只不过ListView更加特殊，它是为了展示很多很多数据用的，但是ListView只承担交互和展示工作而已，至于这些数据来自哪里，ListView并不关心。

ListView显示出来需要3个东西

ListView(用来显示数据的列表)
Data(需要显示的数据)
一个绑定data和ListView的适配器ListAdapter

ListView的每一项其实都是TextView。
通过setAdapter方法来调用一个ListAdapter来绑定数据

ListView.JPG

Android ViewGroup系列控件的使用

public abstract class AdapterView<T extends Adapter>extends ViewGroup{
//AdapterView继承ViewGroup，但AdapterView的child view由Adapter决定，不能通过addView()来添加。 
//setAdapter()来设置Adapter，getAdapter()获取。

//部分方法
abstract T getAdapter() 
abstract void setAdapter(T adapter) 
}

Adapter的getView方法详解
getView详解 Recycler机制

ListView_Recycler.JPG

getView的API：

public abstract View getView(int position, View convertView, ViewGroup parent)

Get a View that displays the data at the specified position in the data set. You can either create a View manually or inflate it from an XML layout file. When the View is inflated, the parent View (GridView, ListView...) will apply default layout parameters unless you use [inflate(int, android.view.ViewGroup, boolean)](http://localhost:8080/android/docs/reference/android/view/LayoutInflater.html#inflate(int, android.view.ViewGroup, boolean))
to specify a root view and to prevent attachment to the root.

Parameters

position
The position of the item within the adapter's data set of the item whose view we want.

convertView
The old view to reuse, if possible. Note: You should check that this view is non-null and of an appropriate type before using. If it is not possible to convert this view to display the correct data, this method can create a new view. Heterogeneous lists can specify their number of view types, so that this View is always of the right type (see getViewTypeCount()
and getItemViewType(int)
).
parent
The parent that this view will eventually be attached to

Returns
A View corresponding to the data at the specified position.

position是指当前dataset的位置，通过getCount和getItem来使用。如果list向下滑动的话那么就是最低端的item的位置，如果是向上滑动的话那就是最上端的item的位置。convert是指可以重用的视图，即刚刚出队的视图。parent应该就是list。

Android ListView工作原理解析

RecycleBin机制

这个机制是ListView能够实现成百上千条数据都不会OOM最重要的原因。RecycleBin是写在ABSListView中的一个内部类。所以所有继承自AbsListView的子类，也就是ListView和GridView，都可以使用这个机制。

方法简介：

fillActiveViews() 这个方法接收两个参数，第一个参数表示要存储的view的数量，第二个参数表示ListView中第一个可见元素的position值。RecycleBin当中使用mActiveViews这个数组来存储View，调用这个方法后就会根据传入的参数来将ListView中的指定元素存储到mActiveViews数组当中。

getActiveView() 这个方法和fillActiveViews()是对应的，用于从mActiveViews数组当中获取数据。该方法接收一个position参数，表示元素在ListView当中的位置，方法内部会自动将position值转换成mActiveViews数组对应的下标值。需要注意的是，mActiveViews当中所存储的View，一旦被获取了之后就会从mActiveViews当中移除，下次获取同样位置的View将会返回null，也就是说mActiveViews不能被重复利用。
addScrapView() 用于将一个废弃的View进行缓存，该方法接收一个View参数，当有某个View确定要废弃掉的时候(比如滚动出了屏幕)，就应该调用这个方法来对View进行缓存，RecycleBin当中使用mScrapViews和mCurrentScrap这两个List来存储废弃View。
getScrapView 用于从废弃缓存中取出一个View，这些废弃缓存中的View是没有顺序可言的，因此getScrapView()方法中的算法也非常简单，就是直接从mCurrentScrap当中获取尾部的一个scrap view进行返回。
setViewTypeCount() 我们都知道Adapter当中可以重写一个getViewTypeCount()来表示ListView中有几种类型的数据项，而setViewTypeCount()方法的作用就是为每种类型的数据项都单独启用一个RecycleBin缓存机制。实际上，getViewTypeCount()方法通常情况下使用的并不是很多，所以我们只要知道RecycleBin当中有这样一个功能就行了

第一次Layout

不管怎么说，ListView是继承自View的，因此它的执行流程还将会按照View的规则来执行。可参考Android视图绘制流程完全解析，带你一步步深入了解View(二)

View的执行流程无非分为三步，onMeasure()用于测量View的大小，onLayout()用于确定View的布局，onDraw()用于将View绘制到界面上。ListView当中，onMeasure()并没有什么特殊的地方，因为它终归是一个View。onDraw()在ListView当中也没有什么意义，因为ListView本身也不负责绘制，而是由ListView当中的子元素来进行绘制的。那么ListView大部分的神奇功能其实都是在onLayout()方法中进行的了。

onLayout()方法在AbsListView中覆写

/**
 * Subclasses should NOT override this method but {@link #layoutChildren()}
 * instead.
 */
@Override
protected void onLayout(boolean changed, int l, int t, int r, int b) {
super.onLayout(changed, l, t, r, b);
mInLayout = true;
if (changed) {
    int childCount = getChildCount();
    for (int i = 0; i < childCount; i++) {
        getChildAt(i).forceLayout();
    }
    mRecycler.markChildrenDirty();
}
layoutChildren();
mInLayout = false;
}

可以看到，onLayout()方法中并没有做什么复杂的逻辑操作，主要就是一个判断，如果ListView的大小或者位置发生了变化，那么changed变量就会变成true，此时会要求所有的子布局都强制进行重绘。除此之外倒没有什么难理解的地方了，不过我们注意到，在第16行调用了layoutChildren()这个方法，从方法名上我们就可以猜出这个方法是用来进行子元素布局的，不过进入到这个方法当中你会发现这是个空方法，没有一行代码。这当然是可以理解的了，因为子元素的布局应该是由具体的实现类来负责完成的，而不是由父类完成。那么进入ListView的layoutChildren()方法

然后调用fillFromTop()方法

然后调用fillDown()方法

调用makeAndAddView()方法

调用obtainView()
在obtainView中调用了mAdapter.getView(position,null,this);

mAdapter就是当前ListView关联的适配器
mAdapter是ListAdapter类型，在AbsListView中定义。
在setAdapter函数中，传入我们定义的适配器adapter。有adapter构造mAdapter.从而在调用mAdapter.getView函数时调用是我们覆写的函数。从而完成了适配器模式。

在setAdapter函数的最后调用了 requestLayout();请求重新布局,重新调用：onMeasure，onLayout，onDraw；从而开始了ListView的绘制过程。

Android中View的生命周期，调用invalidate()和requestLayout()会触发哪些方法，一图道破天机。

requestLayout.JPG

第二次Layout

滑动加载更多数据

ListView初始化简单分析

ListView.onLayout过程与普通视图的layout过程完全不同，下面是一个流程的思维导图

ListView_init.JPG

先看构造函数，上图中1.1就不分析了，主要是读取一些ListView参数，直接来看1.2 ViewGroup构造函数源码

 private void initViewGroup() { 
 ...... 
 // 初始化保存当前ViewGroup中所有View的数组 
 mChildren = new View[ARRAY_INITIAL_CAPACITY]; 
 // 初始时其Child个数为0 
 mChildrenCount = 0; 
 ...... 
 }

接着2即ListView.onMeasure方法，只是获取当前ListView的宽高

 @Override  
 protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {  
 // Sets up mListPadding  
 super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);  

 // 获取当前ListView总宽高  
 int widthSize = MeasureSpec.getSize(widthMeasureSpec);  
 int heightSize = MeasureSpec.getSize(heightMeasureSpec);  

 ......  

 setMeasuredDimension(widthSize , heightSize);  
 mWidthMeasureSpec = widthMeasureSpec;          
 }

ListView的onLayout
ListView.layoutChildren
ListView.fillFromTop
ListView.fillDown
ListView.makeAndAddView
ListView.setupChild

Android ListView使用BaseAdapter与ListView的优化

当系统开始绘制ListView的时候，首先调用getCount()方法，得到它的返回值，即ListView的长度，然后系统调用getView()方法，根据这个长度逐一绘制ListView的每一行。也就是说，如果让getCount()返回1，那么只显示一行。而getItem()和getItemId()则在需要处理和取得Adapter中的数据时调用。

系统显示列表时，首先需要实例化一个适配器.当手动完成适配时，必须手动映射数据，这需要重写getView方法。系统在绘制列表的每一行的时候将调用此方法。

AdapterView
adapter的相关抽象函数getAdapter、setAdapter
mEmptyView
观察者模式
Accessibility
AbsListView
AbsListView定义了集合视图的框架
比如Adapter模式的应用
复用Item View的逻辑
布局Item View的逻辑
滑动事件相关
定义了变量： ListAdapter mAdapter;
使用了对象适配器。
(1) 拥有RecycleBin类，负责处理view的生成和回收，没有子视图的空间定位信息
(2) 滑动事件相关--加载数据并显示更多数据等
onTouchEvent

ListView
ListView覆写了AbsListView中的layoutChilden函数，在该函数中根据布局模式来布局Item View。Item View的个数、样式都通过Adapter对应的方法来获取，获取个数、Item View之后，将这些Item View布局到ListView对应的坐标上，再加上Item View的复用机制，整个ListView就基本运转起来了。

补充知识点：

无论抽象类还是接口，抽象方法都需要在子类中实现，而且在子类中实现这些方法一个都不能少。而抽象类里面的非抽象方法，则在子类可以不重写实现里面的行为。